(57)【要約】  【課題】供試体を台車の走行方向と上下方向とに容易に振動させることができる疲労試験装置を提供する。  【解決手段】基準面3aに接触する車輪13により基準面3a上で走行可能な台車４に供試体１を支持する。台車４の走行時に車輪13に接触して台車４を上下方向に振動可能にする突起７を基準面3aに設ける。台車４を振動手段６で走行方向に繰返し往復動させることで、車輪13が突起７に対して乗上げたり落ちたりし、供試体１を台車４の走行方向と上下方向とに容易に振動させることができる。  【選択図】図１
2006189288.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試体を振動させて供試体の疲労試験をする疲労試験装置であって、
基準面と、
供試体が支持され、基準面に接触する車輪により基準面上で一方向に走行可能な台車と、
この台車を走行方向に振動させる振動手段と、
台車の走行時に台車を上下方向に振動可能にする段差部と
を具備したことを特徴とする疲労試験装置。
【請求項２】
段差部は、突起である
ことを特徴とする請求項１記載の疲労試験装置。
【請求項３】
段差部は、基準面と台車の車輪とのいずれか一方に設けられ、基準面と台車の車輪との他方に接触して台車の走行時に台車を上下方向に振動可能にする
ことを特徴とする請求項１または２記載の疲労試験装置。
【請求項４】
台車の走行方向に沿って配設されたガイド板と、
このガイド板と台車との少なくともいずれか一方に設けられ、ガイド板と台車との他方に摺接して台車をガイド板に沿って案内するガイドローラと
を具備したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の疲労試験装置。
【請求項５】
振動手段は、
台車を走行方向に繰返し往復動させる油圧アクチュエータと、
この油圧アクチュエータに油圧源から供給される作動油の吐出方向および流量を制御して油圧アクチュエータを作動させる制御弁とを備えている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の疲労試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供試体を振動させて供試体の疲労試験をする疲労試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば油圧ショベルなどのキャブを振動させ、このキャブの耐久性、あるいは歪み（応力）を計測してキャブの疲労試験をする疲労試験装置がある。そして、このような疲労試験装置は、略水平な基準面上に、キャブを支持した台車を配設し、この台車の両側部にガイド板をそれぞれ配設し、台車の両側部に台車をガイド板に沿って案内するガイドローラを設けるとともに、台車の走行方向に伸縮する油圧シリンダを台車に接続して、この油圧シリンダを各種制御手段により伸縮させることで、台車を油圧シリンダの伸縮方向に振動させる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開昭５９−１９３３３０号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の疲労試験装置では、油圧シリンダの伸縮方向にのみ台車が振動するため、キャブが基本的に一方向にのみ振動するので、キャブをあらゆる方向に振動させるためには、振動方向を変える毎に台車に対するキャブの向きを変更しなければならないという問題点を有している。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、供試体を台車の走行方向と上下方向とに容易に振動させることができる疲労試験装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、供試体を振動させて供試体の疲労試験をする疲労試験装置であって、基準面と、供試体が支持され、基準面に接触する車輪により基準面上で一方向に走行可能な台車と、この台車を走行方向に振動させる振動手段と、台車の走行時に台車を上下方向に振動可能にする段差部とを具備したものであり、台車の走行時に台車を上下方向に振動可能にする段差部を設けることで、供試体を台車の走行方向と上下方向とに容易に振動させることが可能になる。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の疲労試験装置において、段差部が突起であるものであり、段差部を突起とすることにより、突起の大きさに応じて上下方向への振動状態を容易に設定可能となる。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の疲労試験装置において、段差部が、基準面と台車の車輪とのいずれか一方に設けられ、基準面と台車の車輪との他方に接触して台車の走行時に台車を上下方向に振動可能にするものであり、段差部を基準面と台車の車輪とのいずれか一方に設けることにより、段差部を容易に設けることが可能になる。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の疲労試験装置において、台車の走行方向に沿って配設されたガイド板と、このガイド板と台車との少なくともいずれか一方に設けられ、ガイド板と台車との他方に摺接して台車をガイド板に沿って案内するガイドローラとを具備したものであり、台車の走行方向に沿って配設されたガイド板と台車との少なくともいずれか一方に、ガイド板と台車との他方に摺接して台車をガイド板に沿って案内するガイドローラを設けることで、台車を走行方向に交差する方向に振動させることなく走行方向に走行させることが可能になる。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか記載の疲労試験装置において、振動手段が、台車を走行方向に繰返し往復動させる油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータに油圧源から供給される作動油の吐出方向および流量を制御して油圧アクチュエータを作動させる制御弁とを備えているものであり、油圧アクチュエータにより台車を走行方向に繰返し往復動させることで、例えば供試体が重量物である場合でも台車を介して供試体を確実に振動させることが可能になるとともに、油圧源から油圧アクチュエータに供給される作動油の吐出方向および流量を制御弁にて制御することで、台車の振動周波数を可変とすることが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、台車の走行時に台車を上下方向に振動可能にする段差部を設けることで、供試体を台車の走行方向と上下方向とに容易に振動させることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、突起の大きさに応じて上下方向への振動状態を容易に設定できる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、段差部を基準面と台車の車輪とのいずれか一方に設けることにより、段差部を容易に設けることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、台車の走行方向に沿って配設されたガイド板と台車との少なくともいずれか一方に、ガイド板と台車との他方に摺接して台車をガイド板に沿って案内するガイドローラを設けることで、台車を走行方向に交差する方向に振動させることなく走行方向に走行させることができる。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、油圧アクチュエータにより台車を走行方向に繰返し往復動させることで、例えば供試体が重量物である場合でも台車を介して供試体を確実に振動させることができるとともに、油圧源から油圧アクチュエータに供給される作動油の吐出方向および流量を制御弁にて制御することで、台車の振動周波数を可変にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図１乃至図３に示された実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は疲労試験装置を示し、この疲労試験装置は、例えば油圧ショベルのキャブなどの供試体１に図示されない歪みゲージなどを取付け、この供試体１を振動させてその振動による供試体１の耐久性および歪み（応力）を計測して、供試体１を疲労試験するものである。
【００１７】
そして、この疲労試験装置は、図１および図２に示されるように、平面状の試験面２上に配設された長尺の一対のレール３（一方のみ図示）を備え、これらレール３の上面である基準面3a上に、供試体１を支持する台車４が設置され、レール３の両側すなわち台車４の両側に、レール３に沿ってガイド板５（一方のみ図示）がそれぞれ配設され、また、台車４に、この台車４を振動させる振動手段６が設けられ、かつ、レール３の基準面3a上に、段差部としての突起７が溶接固定されている。
【００１８】
レール３は、耐荷重性を有する金属などの部材により、例えば平板状に形成されている。
【００１９】
また、台車４は、供試体１が取り付けられる台車本体11と、この台車本体11の下部にブラケット12を介して回転自在に軸支された車輪13とを備えている。
【００２０】
台車本体11は、供試体１の形状および大きさに応じて適宜その形状および大きさが決定され、本実施の形態では平面視で供試体１よりも若干大きい四角形状に形成されている。また、この台車本体11の上部には、供試体１を支持する支持部14が複数取付けられている。これら支持部14は、例えば供試体１の下端部の四隅などをそれぞれボルト15などにより固定するものである。さらに、台車本体11の両側部には、ガイド板５に摺接して台車４をガイド板５に沿って案内すなわちガイドするガイドローラ16がローラブラケット17を介して回転自在に軸支されている。
【００２１】
そして、車輪13は、基準面3aに接触して台車４をこの基準面3aに沿って水平方向に走行可能とするもので、各レール３のそれぞれに対応する位置にて、台車４の走行方向に離間されて複数設けられている。
【００２２】
また、各ガイド板５は、試験面２上に固定される固定部21と、この固定部21から垂直上方に突設され各レール３の側方に位置しガイドローラ16が摺接する摺接部22と、これら固定部21の上部と摺接部22のガイドローラ16との摺接面と反対側とに亘って複数形成された補強用の略直角三角形状の補強ブラケット23とを備え、ガイドローラ16の摺接により、台車４の走行方向に交差する横方向へのずれを規制するものである。
【００２３】
さらに、振動手段６は、例えば油圧系であり、作動油を貯留した作動油タンク25及びこの作動油タンク25に貯留された作動油を吸込んで吐出する油圧ポンプ26を備えた油圧源27と、この油圧源27の油圧ポンプ26から吐出された作動油により伸縮作動される油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ28と、油圧ポンプ26から油圧シリンダ28へと吐出された作動油を方向制御する制御弁としての方向切換弁29とを備えている。
【００２４】
油圧シリンダ28は、円筒状のシリンダ本体31と、このシリンダ本体31に基端部が挿入され先端部が突出されて台車４に接続されたロッド32とを有し、シリンダ本体31の基端側が試験面２に固定された固定体33に接続されて基準面3aに略平行に配設されているととともに、シリンダ本体31に、方向切換弁29に接続されるヘッドライン34とロッドライン35とがそれぞれ接続されている。
【００２５】
ヘッドライン34は、シリンダ本体31内の基端側に位置する図示されないヘッド室に作動油を給排可能とするものである。
【００２６】
また、ロッドライン35は、シリンダ本体31内の先端側に位置する図示されないロッド室に作動油を給排可能とするものである。
【００２７】
さらに、方向切換弁29は、図示されない周波数発信器から発信された任意周波数のパルス信号あるいは正弦波信号などの電気信号を受けて制御される電磁弁であり、ポンプ吐出ライン37を介して油圧ポンプ26に接続されるとともに、戻し通路38を介して作動油タンク25に接続されている。
【００２８】
そして、この方向切換弁29は、周波数発信器から発信された電気信号に応じてポンプ吐出ライン37および戻し通路38と、ヘッドライン34およびロッドライン35との接続を交互に切換えることで、油圧ポンプ26から吐出された作動油を、ヘッド室とロッド室とのいずれか一方に供給し、他方から排出して作動油タンク25へと戻すことにより、ロッド32を伸縮させて台車４を繰返し往復動させる。このとき、方向切換弁29は、油圧シリンダ28に給排される作動油の流量を制御してロッド32の伸縮周波数を制御可能である。
【００２９】
また、突起７は、耐荷重性の金属などで設けられ、図３に示されるように、細長直方体状（断面四角形状）の突起本体41と、この突起本体41の長手方向両端部からそれぞれ突設された嵌着部42とを備え、これら嵌着部42が、レール３の両側部にこのレール３と交差、例えば直交する方向に設けられた溝部43に嵌着され、突起本体41がレール３の基準面3a上にてこれらレール３に直交する方向に配設され、この突起本体41の嵌着部42の近傍がレール３に溶接部44にて溶接固定されている。
【００３０】
なお、突起７は、試験対象となる供試体１に応じて取付け位置および取付け個数が適宜設定され、また、例えば供試体１の重量などに対応して基準面3aからの突出量が設定されている。
【００３１】
次に、上記図１乃至図３に示された実施の形態の作用効果を説明する。
【００３２】
方向切換弁29は、ヘッドライン34とポンプ吐出ライン37とを接続するとともにロッドライン35と戻し通路38とを接続することで、油圧源27の油圧ポンプ26から吐出された作動油を油圧シリンダ28のヘッド室に供給してロッド室から排出し、ロッド32を伸張させる。
【００３３】
また、方向切換弁29は、ロッドライン35とポンプ吐出ライン37とを接続するとともにヘッドライン34と戻し通路38とを接続することで、油圧源27の油圧ポンプ26から吐出された作動油を油圧シリンダ28のロッド室に供給してヘッド室から排出し、ロッド32を収縮させる。
【００３４】
そして、周波数発信器から発信された信号に基づき、方向切換弁29がこれら動作を交互に繰返すことでロッド32が繰返し伸縮され、このロッド32の伸縮に伴い、台車４に水平方向の外力が加えられる。
【００３５】
このとき、台車４は、ガイドローラ16がガイド板５の摺接部22に摺接することでこのガイド板５に沿ってガイドされつつ、車輪13が基準面3aに接触することでレール３に沿って基準面3a上で振動し、この台車４に支持された供試体１が走行方向に沿って水平方向に振動する。
【００３６】
この水平方向の振動は、油圧ポンプ26から油圧シリンダ28へと給排される作動油の流量を方向切換弁29にて制御することで、振幅および振動周波数が設定される。
【００３７】
また、台車４は、走行の際に車輪13が突起７に乗上げ、この突起７を乗越えて基準面3aに落ちることで、基準面3aに交差する上下方向に衝撃力が加えられて上下方向に振動し、この台車４に支持された供試体１が上下方向に振動する。
【００３８】
この上下方向の振動は、突起７の基準面3aからの突出量、基準面3aでの取付け位置および取付け個数により、振幅（衝撃力）および振動周波数が設定される。
【００３９】
この結果、供試体１の台車４への取付け向きなどを変えることなく、台車４を一方向に振動させるだけで供試体１を台車４の走行方向と上下方向とに容易に振動させることができる。
【００４０】
特に、供試体１が重量物である場合には、供試体１の台車４への取付け向きを変えることが容易でないため、このように供試体１の台車４への取付け向きを変えずに済むことで、試験時間の短縮および試験コストの低減なども可能になる。
【００４１】
また、段差部を突起７とすることにより、この突起７の大きさに応じて台車４すなわち供試体１の上下方向への振動状態を容易に設定できる。
【００４２】
さらに、突起７を基準面3aに取付けることにより、突起７を溝部43に嵌着して溶接部44にて溶接するだけで容易に取付けできる。
【００４３】
しかも、突起７は、金属などを直方体状に形成するだけで比較的容易に製造できるので、突起７の製造などに必要以上のコストがかかることもない。
【００４４】
そして、突起７をレール３に溶接することで、台車４の車輪13を突起７に繰返し乗上げた際でも、突起７のがたつきを防止できる。
【００４５】
また、ガイド板５に摺接して台車４をガイド板５に沿ってガイドするガイドローラ16を台車４に設けることで、台車４を走行方向に交差する方向に振動させることなく走行方向に走行させることができる。
【００４６】
さらに、油圧シリンダ28により台車４を走行方向に繰返し往復動させることで、例えば供試体１が重量物である場合でも供試体１を確実に振動させることができるとともに、油圧源27から油圧シリンダ28に給排される作動油の吐出方向および流量を方向切換弁29にて制御することで、台車４の振動周波数を可変にでき、様々な振動に対して供試体１を疲労試験でき、供試体１の信頼性を向上できる。
【００４７】
なお、上記一実施の形態において、図４に示されるように、基準面3aに接触する車輪13の外周部に、段差部としての突起47を設けても、同様の作用効果を奏することが可能である。この場合には、突起47の大きさ、個数、あるいは形状などを、供試体１に応じて適宜設定する。
【００４８】
また、突起７，47を着脱可能とする構成も可能である。この場合には、突出量が互いに異なる突起７，47を複数種類用意し、これらを選択的に着脱することで、台車４を介しての供試体１の上下方向への振動状態（衝撃力）を容易に可変できる。
【００４９】
さらに、段差部として、突起７に代えて車輪13が落し込まれる凹溝をレール３に設ける構成、あるいは突起47に代えて、基準面3aと接触する車輪13の外周面に凹溝を設ける構成なども可能である。
【００５０】
そして、振動手段６としては、油圧系以外の任意のものを選択できる。
【００５１】
また、ガイドローラ16は、台車４の台車本体11の側部に摺接するようにガイド板５側に設けてもよい。
【００５２】
さらに、レール３を設けずに試験面２自体を基準面とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る疲労試験装置の一実施の形態を示す説明図である。
【図２】同上疲労試験装置の一部を示す斜視図である。
【図３】同上疲労試験装置の段差部を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る疲労試験装置の他の実施の形態の要部を拡大して示す側面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    供試体
3a    基準面
４    台車
５    ガイド板
６    振動手段
７，47    段差部としての突起
13    車輪
16    ガイドローラ
27    油圧源
28    油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ
29    制御弁としての方向切換弁
【図１】
2006189288.tif 000003
【図２】
2006189288.tif 000004
【図３】
2006189288.tif 000005
【図４】
2006189288.tif 000006